[发明专利]一种基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法

权利要求书

1.一种基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、用户请求可信第三方从用户数据中检索出特定数据；所述特定数据是用户所提搜索请求对应的解；其中，所述可信第三方用于对明文叠加态中正确解的基态进行标记，并能执行量子加密和量子解密的操作；

步骤2、所述可信第三方根据所述用户的搜索请求制备相应的明文叠加态，并确定量子Grover算法中执行Grover迭代的次数；

步骤3、然后由可信第三方和云服务器合作根据Grover迭代的次数对所述明文叠加态同态执行量子Grover算法，得到搜索后的量子态；

步骤4、所述可信第三方测量搜索后的量子态，得到的测量结果就是用户所提搜索请求对应的解；

步骤5、然后所述可信第三方通过量子密钥分发技术和所述用户共享一串相同的密钥，并利用共享密钥加密步骤4得到的测量结果，将加密后的测量结果发送给所述用户；

步骤6、所述用户再根据共享密钥对加密后的测量结果进行解密，最终得到所提搜索请求对应的解。

2.根据权利要求1所述基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法，其特征在于，在步骤2中，所述可信第三方根据所述用户的搜索请求制备相应的明文叠加态的过程具体为：

若用户数据为2ⁿ个，则所述可信第三方设置n个全为0的量子比特，并将n个H门分别作用在这n个量子比特0上，获得相应的明文叠加态即：

其中，表示单量子比特，表示双量子比特，00…0表示n量子比特的直积形式，n的取值是自然数；H门为哈达玛门，其矩阵表达形式为它作用在单量子比特和的过程分别如下所示：

x₀表示明文叠加态中正确解的基态；

并确定量子Grover算法中执行Grover迭代的次数为是向上取整符号。

3.根据权利要求1所述基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法，其特征在于，所述步骤3的过程为：

首先执行第一轮Grover迭代的标记解操作，具体由可信第三方利用量子Oracle对明文叠加态中正确解的基态进行标记；

可信第三方根据随机生成的加密密钥，采用量子一次一密技术对被标记的明文叠加态进行加密，并将加密后的明文叠加态发送给云服务器；

然后所述云服务器对加密后的明文叠加态同态执行Hadamard变换、条件相移变换和Hadamard变换，并将得到的加密的第一轮Grover迭代量子态返回给所述可信第三方；

所述可信第三方根据密钥更新规则得到解密密钥，利用解密密钥对加密的第一轮Grover迭代量子态进行解密，得到第一轮Grover迭代后的量子态；

然后由所述可信第三方和云服务器继续执行剩余轮的Grover迭代，完成整个量子Grover算法过程，得到搜索后的量子态。

4.根据权利要求1所述基于可信第三方的量子同态加密密文检索的方法，其特征在于，在步骤5中，所述可信第三方通过量子密钥分发技术和所述用户共享一串2n比特的密钥(e₁e₂…e_n,f₁f₂…f_n)，其中，e_i和f_i属于加密密钥，是从整数0和1中进行取值；e_i和f_i的下标i表示加密操作作用在n量子比特的第i个量子比特上；

并利用共享密钥(e₁e₂…e_n,f₁f₂…f_n)加密步骤4得到的测量结果，将加密后的测量结果发送给所述用户。